在NiOx上利用功能化的thioalkylated-Cyclopentadithiophene单层,用于两步制造的锡矿太阳能电池

科学领域:

• 材料科学
• 可再生能源
• 有机电子

背景情况:

• 锡矿太阳能电池 (TPSC) 是一个有前途的光伏技术.
• 开发高效的孔运输材料 (HTM) 对TPSC的性能至关重要.
• 自组装单层 (SAM) 为太阳能电池优化提供可调的接口.

研究的目的:

• 开发新的基于CDTS的SAM作为TPSC的HTM.
• 调查不同定组对TPSC性能的影响.
• 了解 CDTS SAM 在 ITO/NiOx 基板上的结构属性关系.

主要方法:

• 基于CDTS的四种不同定组的SAM合成:CDTS-MN (1),CDTSb-MN (1b),CDTS-CA (2) 和CDTS-PA (3).
• 使用两步过程制造TPSC,合成的SAM作为HTM在ITO/NiOx基板上.
• 使用单晶X射线衍射进行SAM的表征.
• 对TPSC设备的性能评估,包括功率转换效率 (PCE) 的测量.

主要成果:

• 基于CDTS-MN (1) 的TPSC获得了8. 41%的最大PCE,超过其他SAM (1b: 8. 03%, 2: 4. 54%, 3: 5. 15%).
• 证实了CDTS-MN (1) 和CDTSb-MN (1b) 的单晶结构的单层形成.
• 基于CDTS的SAM通过π-π堆叠和S-S相互作用增强了电荷传输和减少了接口重组.

结论:

• 基于CDTS的SAM是高性能TPSC的有效HTM.
• CDTS-MN (1) SAM显示了推进TPSC技术的巨大潜力.
• 这项工作开创了基于CDTS的SAM在太阳能电池中的应用,为有机敏感剂研究开辟了新的途径.